TINJAUAN PUSTAKA
Radikal Bebas dan Antioksidan Radikal bebas adalah atom atau molekul yang mengandung satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan pada orbital luarnya. Hal ini mengakibatkan tidak stabilnya atom atau molekul tersebut. Selama makanan dioksidasi untuk menghasilkan energi, sejumlah radikal bebas juga terbentuk. Radikal bebas berfungsi untuk memberikan perlindungan tubuh terhadap serangan bakteri dan parasit, namun tidak menyerang sasaran secara spesifik, sehingga akan menyerang asam lemak tidak jenuh ganda dari membran sel, struktur sel, dan DNA. Radikal bebas dan senyawa oksigen reaktif yang diproduksi dalam jumlah yang normal, penting untuk fungsi biologi tubuh seperti sel darah putih yang menghasilkan H2O2 untuk membunuh beberapa jenis bakteri dan fungi serta pengaturan pertumbuhan sel atau sebagai substrat pembuatan hormon tiroid. Antioksidan merupakan zat yang dapat menetralkan radikal bebas, atau suatu bahan yang berfungsi mencegah sistem biologi tubuh dari efek merugikan yang timbul dari proses ataupun reaksi menyebabkan oksidasi yang berlebihan. Senyawa katekin dari benalu teh mempunyai daya aktivitas sebagai antioksidan dengan aktivitas peredaman terhadap DPPH sebesar 81.77 ppm (Simanjuntak et al. 2004). Menurut Rajasekaran et al. (2005) efek ekstrak etanol dari Aloe vera mencegah formasi berlebihan dari radikal bebas hasil mekanisme biokimia dan reduksi glikasi potensial dari enzim. Antioksidan dengan aktivitas penangkap radikal bebas memiliki relevansi yang besar pada pencegahan dan pengobatan penyakit yang berhubungan dengan oksidasi atau radikal bebas. Senyawa fenol dan flavonoid yang ditemukan dalam tanaman Curcuma alimatifolia digunakan untuk mencegah penyakit yang berhubungan dengan radikal bebas (stres oksidatif) (Akter et al. 2010).
DPPH (1,1-Difenil-2-Pikrilhidrazil) Uji DPPH (1,1-difenil-2-pikrilhidrazil) telah digunakan secara luas pada penelitian fitokimia untuk menguji aktivitas penangkap radikal dari ekstrak atau senyawa murni. DPPH adalah suatu radikal stabil yang mengandung nitrogen
organik (Gambar 1), berwarna ungu gelap dengan absorbansi yang kuat pada λmaks 517 nm. Keberadaan sebuah antioksidan yang
dapat menyumbangkan
elektron kepada DPPH, menghasilkan warna kuning yang merupakan ciri spesifik dari reaksi radikal DPPH. Setelah bereaksi dengan antioksidan warna larutan akan berkurang dan berubah menjadi kuning. Perubahan warna ini dapat diukur secara spektrofotometri dan diplotkan terhadap konsentrasi. Ekstrak jaboticaba yang mengandung beberapa flavonol dan asam fenolat merupakan ekstrak paling aktif dalam uji DPPH dengan IC50 =19.4 µg/mL (Reynertson 2007).
Gambar 1 Reaksi antara DPPH radikal dan antioksidan menjadi DPPH (Moon & Shibamoto 2009). Kuersetin Kuersetin adalah senyawa kelompok flavonol terbesar, kuersetin dan glikosidanya berada dalam jumlah sekitas 60-75% dari flavonoid. Kuersetin adalah salah satu zat aktif kelas flavonoid yang secaara biologis amat kuat. Bila vitamin C mempunyai aktifitas antioksidan 1, maka kuersetin memiliki aktivitas antioksidan 4.7. Flavonoid merupakan sekelompok besar antioksidan bernama polifenol yang terdiri atas antosianidin, bioflavon, katekin, flavanon, flavon, dan flavonol. Kuersetin termasuk ke dalam kelompok flavonol. Kuersetin dipercaya dapat melindungi tubuh dari beberapa jenis penyakit degeneratif dengan cara mencegah terjadinya proses peroksidasi lemak. Kuersetin juga mampu mencegah kerusakan oksidatif dan kematian sel melalui beberapa mekanisme antara lain menangkap radikal oksigen, perlindungan terhadap perosidasi lipid dan mengkelatkan ion logam. Kuersetin memperlihatkan kemampuan mencegah
proses oksidasi dari Low Density Lipoproteins (LDL) dengan cara menangkap radikal bebas dan mengkelat ion logam transisi. Ketika flavonol kuersetin beraksi dengan radikal bebas, kuersetin mendonorkan protonnya dan menjadi senyawa radikal, tapi elektron tidak berpasangan yang dihasilkan didelokalisasi oleh resonansi, hal ini membuat senyawa kuersetin radikal memiliki energi yang sangat rendah untuk menjadi radikal yang reaktif. Tiga gugus dari struktur kuersetin yang membantu dalam menjaga kestabilan dan bertindak sebagai antioksidan ketika bereaksi dengan radikal bebas antara lain: a) Gugus O-dihidroksil pada cincin B b) Gugus 4-oxo dalam konjugasi dengan alkena 2,3 c) Gugus 3- dan 5- hidroksil Gugus fungsi tersebut dapat mendonorkan elektron kepada cincin yang akan meningkatkan jumlah resonansi dari struktur benzen senyawa kuersetin.
Gambar 2 Struktur kuersetin (Materska 2008) Flavonoid utama yang ditemukan pada kulit kering bawang mengandung sejumlah besar kuersetin, kuersetin glikosida, dan produk oksidatifnya, merupakan antioksidan yang efektif terhadap efek mematikan dari stres oksidatif (Gulsen et al. 2007; Prakash et al. 2007). Senyawa kuersetin dan kuersetin 4’-Oβ-glukosida dari kulit kering Allium cepa merupakan senyawa yang menjanjikan untuk mengobati hiperpigmentasi sebagai agen pemutih kulit dan antioksidan (Arung et al. 2011).
Kedawung Kedawung (Parkia roxburghii G. Don) merupakan tanaman liar yang tingginya mencapai 20-40 m. Tanaman ini termasuk dalam divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, kelas Dicotyledon, family Resales, ordo Mimosaceae.
Gambar 3 Tanaman kedawung (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011) Kulit batang kedawung memiliki aktivitas antimikroba yang paling tinggi dibandingkan daun dan kulit akar (Zuhud et al. 2001). Daun, biji dan kulit batang kedawung mengandung saponin dan flavonoid, di samping itu daun dan kulit batang juga mengandung tanin. Seluruh bagian tanaman kedawung mengandung senyawa fitosterol yang cukup signifikan dengan beta-sitosterol sebagai komponen utamanya (Tisnadjaja et al. 2006). Kulit batang, daun, bunga dan polong dari tumbuhan ini banyak dimanfaatkan sebagai obat tradisional maupun bahan makanan. Secara tradisional tumbuhan ini banyak dimanfaatkan sebagai bahan obat berbagai penyakit. Biji kedawung tua sering digunakan untuk mengobati penyakit kolik dan juga sebagai bahan campuran obat kolera.
Salam Tanaman salam (Syzygium polyanthum Wight) yang biasa dimanfaatkan oleh masyarakat Indonesia sebagai pelengkap bumbu dapur juga mempunyai khasiat sebagai obat (Gambar 3). Ali et al. (2000) melaporkan ekstrak daun salam dapat menahan difusi antigen muda (EA-D) pada konsentrasi dari 50 sampai 200 µg/ml dan tahanan parsial diamati pada 12.5 dan 25 µg/ml sehingga memiliki
aktivitas antitumor. Daun salam dapat digunakan untuk dekontaminasi bakteri dalam susu segar sehingga dapat disimpan selama 8 jam pada suhu kamar, dengan tidak mempengaruhi warna, bau, rasa, dan konsistensi (Lasmini 2003). Ekstrak kulit kayu daun salam menunjukkan aktivitas penangkapan radikal DPPH kuat, aktivitas penangkapan hidrogen peroksida, dan aktivitas pemutih β-karoten (Lelono et al. 2009). Klasifikasi tanaman ini adalah sebagai berikut kingdom Plantae, divisi Magnoliophyta, kelas Magnoliopsida, bangsa Myrtales, suku Myrtaceae, Genus Syzygium, dan spesies Syzygium polyanthum.
Gambar 4 Tanaman salam (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011)
Sirih Merah
Gambar 5 Tanaman sirih merah (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011) Sirih merah (Piper crocatum Ruiz & Pav) merupakan salah satu jenis tanaman hias yang bisa menjadi obat. Sirih merah merupakan tanaman merambat yang termasuk dalam divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, kelas Monochlamydeae, family Piperales, ordo Piperaceae, genus Piper, dan spesies
Piper crocatum (Gambar 4). Panjang daun sirih merah adalah 5-8 cm, sedangkan lebarnya 2-5 cm. Sirih merah mempunyai beberapa khasiat lainnya sebagai obat untuk hipertensi (darah tinggi), kanker, dan keputihan. Ekstrak daun P. crocatum Ruiz & Pav mencegah proliferasi sel kanker payudara manusia (T47D) (Wicaksono et al. 2009). Ekstrak methanol daun sirih merah mempunyai aktivitas antioksidan yang terkuat dengan nilai IC50 3.44 ppm (Irawan 2009).
Jambu Biji Jambu biji (Psidium guajava) memiliki buah yang berwarna hijau dengan daging buah berwarna putih atau merah dan berasa asam manis. Buah jambu batu dikenal mengandung banyak vitamin C.
Gambar 6 Tanaman jambu biji (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011) Adnyana (2004) melaporkan ekstrak etanol daun jambu biji memiliki aktivitas antibakteri
(penyebab diare). P. guajava juga mengandung gula
tereduksi, terpenoid, flavonoid, saponin, tanin, dan glikosida jantung. Daun jambu biji merupakan inhibitor yang efektif pada induksi metilglioksal koagulasi darah (Hsieh et al. 2007). Ekstrak daun dan buah kering jambu biji dapat digunakan pada efek preventif kemo (Chen & Yen 2007). Profil polipeptida secara klinis ditunjukkan untuk ekstrak air dan metanol dari daun P. guajava memiliki aktivitas proteolitik yang kuat (Anas et al. 2008). Menurut Ayoola et al. (2008) daun jambu biji memiliki aktivitas antioksidan yang dapat menetralkan pengaruh kerusakan oksidatif. Daun muda, pelarut air panas, dan metode ultrasonikasi pada ekstraksi merupakan faktor yang mempengaruhi aktivitas antioksidan dan kandungan total fenol dari ekstrak daun jambu biji
(Nantitanon et al. 2010). Klasifikasi ilmiah jambu biji yaitu, kerajaan plantae, family Myrtaceae, ordo Myrtales, bangsa Myrteae, genus Psidium, spesies Psidium guajava (Gambar 5).
Bangle Bangle (Zingiber cassumunar, syn. Z. purpureum Roxb.) adalah salah satu tanaman rempah-rempah yang ditemukan di India dan Asia Tenggara (Gambar 6). Aktivitas antioksidan berhubungan dengan total fenol yang terdapat pada ekstrak, fraksi dan bahan makanan dari bangle (Arafah et al. 2008). Aktivitas antibakteri ditunjukkan oleh sabin dan triquinasen, 1,4-bis (metoksi) dengan konsentrasi tinggi dalam minyak daun dan rimpang yang potensial digunakan dalam pengobatan (Bhuiyan et al. 2008). Rimpang Zingiber montanum dari Thailand memiliki aktivitas penangkapan DPPH (Bua-in & Paisooksantivatana 2009).
Gambar 7 Rimpang bangle (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011) Bangle mempunyai aktivitas yang tinggi sebagai imunostimulan melalui stimulasi fagositosis tikus (Chairul et al. 2009). Bangle diklasifikasikan ke dalam divisi Plantanum, subdivisi Spermatophyta, kelas Monocotyledon, ordo Zingiberales, keluarga Zingiberaceae, genus Zingiber, dan spesies Zingiber cassumunar.
Zeolit Zeolit adalah mineral senyawa alumino silikat hidrat dengan logam alkali dan alkali tanah dengan rumus empiris (M2+,M2+)O.AL2O3.xSiO2.yH2O, dimana M+ adalah Na atau K, dan M2+ adalah Mg, Ca, atau Fe yang termasuk dalam
kelompok tektosilikat, memiliki bentuk tetrahedral SiO4 tiga dimensi supercages. Dalam struktur tektosilikat (Gambar 7), beberapa atom Si digantikan oleh atom Al melalui substitusi isomorfik, menghasilkan struktur bermuatan negatif yang berasal dari perbedaan antara tetrahedral (AlO4)5- dan (SiO4)4-. Zeolit memiliki struktur yang sebagian besar tersusun dari silikon tetrahedral yang terhubung satu sama lain dengan atom oksigen membentuk pori yang khas dengan ukuran nano. Pori merupakan tempat masuknya molekul gas atau pun cairan dan menjerapnya dengan kuat. Berdasarkan sifat ini, zeolit dapat digunakan sebagai bahan penopang. Zeolit yang cocok sebagai material penopang adsorben yaitu yang memiliki rasio Si/Al yang tinggi sehingga bersifat hidrofobik organofilik dan mampu mengadsorbsi senyawa organik. Menurut Sastiono (1993) dari analisa total oksida unsur-unsur yang terkandung dalam zeolit didapat rasio Si/Al pada zeolit Cikalong 5.04 dan Bayah 4.96. Komposisi basa oksida zeolit Cikalong K > Ca > Na > Mg (1:0.93:0.57:0.48), sedangkan komposisi basa oksida zeolit Bayah K > Ca > Mg > Na (1:0.64:0.26:0.09).
Β Cage
α Cage
Gambar 8 Kerangka struktur zeolit (Valdes et al. 2006) Setiap 1 gram zeolit alam asal Bayah mampu mengadsorbsi 8.9 mg H2S (Anwar et al. 1987). Menurut Bouffard & Duff (2000) zeolit alam yang termodifikasi oleh heksadesiltrimetilamonium (HDTMA) memiliki permukaan yang penuh dengan gugus karbon dan sifat hidrofil dari zeolit tersebut akan berkurang, sehingga dapat digunakan untuk menyerap zat organik seperti benzena, anilin, toluen dan fenol. Swantomo et al. (2009) melaporkan bahwa fenol dalam
limbah cair dapat dijerap dengan zeolit alam terkalsinasi. Wang & Peng (2010) mengatakan modifikasi permukaan menggunakan surfaktan kation dapat merubah pertukaran permukaan zeolit alam sehingga dapat dipakai untuk adsorbsi anion dan senyawa organik. Penelitian ini menggunakan zeolit alam asal Cikalong dan Bayah, hasil analisis menggunakan XRD menunjukkan, zeolit Cikalong merupakan jenis modernit sedangkan zeolit Bayah jenis klinoptilolit (Iswantini 2010). Klinoptilolit dan mordenit adalah aluminium silikat dengan kandungan silika tinggi dan termasuk kelompok zeolit mikropori (nanopori). Mordenit memiliki rumus molekul Na8[Al8Si40O96]24.H2O, sedangkan klinoptilotit mempunyai rumus molekul Na3K3[Al6Si30O72]24.H2O. Gambar 8 dan 9 menunjukkan struktur kristal klinoptilolit dan mordenit.
Gambar 9 Struktur kristal klinoptilolit (http://www.iza-online.org/natural/index.htm 2010)
Gambar 10 Struktur kristal modernit (http://www.iza-online.org/natural/index.htm 2010)
